Диссертация (1150276), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Прозрачную и черную частисклеивали с торцевой стороны в течение 24 часов под прессом (Рисунок 42 а).После склеивания две комбинированные ПММА пластинки (А, Б) совмещали(Рисунок 42 б) и в верхней грани просверливали отверстие (диаметр 6 мм, глубина8828 мм) (1) (Рисунок 42 в) – реакционную емкость, при помощи конического сверлана фрезеровочной установке (Hitachi Co. Ltd.). В правой и левой торцевых граняхпросверливали два отверстия (2, 3) (диаметр 10 мм, глубина 20 мм) для светодиодовпри помощи круглого сверла на той же фрезеровочной установке (Рисунок 42 г).После этого пластинки разъединяли и в центре черной части пластины Аизготавливали углубление квадратной формы (4) (25 × 25 × 5 мм) для фиксациисветофильтра (Рисунок 42 д).
В центре черной части пластины А просверливалиотверстие (5) (диаметр 4 мм, глубина 10 мм) для окошка детекторафотоумножительной трубки (Рисунок 42 е).На пластинке Б, в черной части изготавливали три прямых канала (Рисунок42 ж): канал (6) (длина 42 мм) от окончания реакционной емкости (1) до нижнейграни пластинки и каналы (7, 8) (длина 20 мм), соединенные с конической частьюреакционной емкости (1) с правой и левой сторон.В пластинке В, в центре черной части было изготовлено отверстие (9)(диаметр 10 мм, глубина 10 мм) для окошка детектора фотоумножительной трубки(Рисунок 42 з).Поверхности всех пластинок и отверстий были тщательно отполированы.После этого внутрь канала (6), при помощи клея фиксировали прямоугольныйкварцевый капилляр с квадратным сечением (внешний размер 25 × 1,5 × 1,5 мм;внутренний размер 0,68 × 0,68 мм) (Рисунок 42 и).
После этого, пластинки А и Бсоединяли и помещали под пресс при температуре 135°C (Рисунок 42 к). ПластинкуВ использовали для фиксации светофильтра в углублении (4). У отверстия (5)пластинки В закрепляли фотоумножительную трубку. Пластинку В прикручивалипри помощи шурупов к склеенным пластинкам А и Б (Рисунок 42 л).Таким образом, в верхней части устройства располагалась реакционнаяемкость, при этом прозрачный ПММА обеспечивал возможность контроляпротекающих в ней процессов; в нижней черной части мезофлюидного устройстварасполагался оптический канал и система детектирования. Выбранный черный89полимерный материал устранял эффекты рассеяния излучения от источниковсвета.Топология мезофлюидного устройства для миниатюризации циклическогоинжекционного флуориметрического анализа (Рисунок 43) включала в себяреакционнуюемкость(1)–вертикальныйцилиндрическийканалсконусообразным окончанием.
Такая форма реакционной емкости позволялапроводить аналитические реакции при перемешивании растворов потоком газа.Реакционная емкость соединена с атмосферой с одной стороны, с другой соптическим каналом. Канал для ввода растворов (2) и канал подачи потока газа (3)были соединены с конусообразным окончанием реакционной емкости. Внутриоптического канала (4) размещался прямоугольный кварцевый капилляр,непосредственно в котором и осуществлялось детектирование.Рисунок 43.
Топология мезофлюидного устройства для миниатюризациициклического инжекционного флуориметрического анализа: 1 – реакционнаяемкость; 2 – канал для ввода растворов; 3 – канал для подачи газа; 4 – оптическийканал с кварцевым капилляром внутри; 5 – окошко детектора фотоумножительнойтрубки; 6 – светофильтр; 7 – сброс газовой фазы; 8 – сброс растворов; 9, 10 –светодиоды.90Следует отметить, что был изготовлен отдельный канал для подачи газанапрямую в реакционную емкость.
Такая конструкция позволяет осуществлятьперемешивание растворов сразу после их поступления в реакционную емкость, чтоприводит к сокращению времени анализа по сравнению с мезофлюиднымустройством ЦИА с фотометрическим детектированием, в котором используетсяединый канал для подачи растворов и потока газа в реакционную емкость. Однако,в мезофлюидном устройстве с фотометрическим детектированием топологияпозволяет регулировать длину оптического пути и соответственно увеличиватьчувствительность.Для увеличения интенсивности возбуждающего излучения в мезофлюидноеустройство ЦИА встраивали два одинаковых светодиода, излучающих свет придлине волны 314 нм (SETI Sensor Electronic Technology Inc., США) ирасположенных на одной оси, с противоположных сторон оптического канала.
Дляобеспечения стабильной работы диодов использовали источник постоянного тока(6146, DC Instruments, Inc., Япония). Детектором служила фотоумножительнаятрубка , перед которой располагали светофильтр для предотвращения попаданияизлучения от источников света в детектор. Фотоумножительная трубкарасполагалась под углом 90 градусов к источникам возбуждающего излучения.При помощи декодера Graphtec Data Platform GL-7000 (Graphtec Co., Япония) иприлагаемого программного обеспечения регистрировали аналитический сигнал –потенциал фотоумножительной трубки.
После монтирования элементов системыдетектирования и трубок для подачи и сброса растворов в мезофлюидноеустройство ЦИА, его соединяли с устройствами подачи растворов и помещали вчерный чехол, который представлял собой куб со стенками из черного материала.4.2. Проточное флуориметрическое определение куркуминаАналитические возможности изготовленного мезофлюидного устройствабыли подтверждены на примере автоматизированного флуориметрического91определения куркумина по реакции с новым реагентом 4-(2,3,3-триметил-3Hиндолий-1-ил)бутан-1-сульфонатом(ТИБС).ТИБСявляетсяпроизводныминдолеина, а по структуре представляет собой внутреннюю соль. Для определениякуркумина ранее было предложено использовать комплекс европия (III) стриптофаном (Trp), который является производным индола [142].
Спектрыфлуоресценции фиксировали при длине волны возбуждения 280 нм, при этоммаксимум эмиссии соответствовал 350 нм. При последовательном добавлении краствору триптофана растворов Eu3+ и куркумина наблюдали снижениеинтенсивности сигнала флуоресценции. Авторами было сделано предположение,что при добавлении к раствору триптофана раствора Eu3+ образуется комплексEu3+–Trp, а при дальнейшем добавлении куркумина наблюдается эффект тушенияфлуоресценции образовавшегося комплекса. Были изучены спектральные свойствасмешанных растворов Eu3+–Trp–куркумин. Также взаимодействие в системе Eu3+–Trp–куркумин было подтверждено методом резонансного рассеяния света.Описанная реакция обеспечивает высокую чувствительность определениякуркумина (предел обнаружения – 0,9 нМ), однако является кинетическизамедленной (время реакции – 15 минут).
Установлено, что интенсивностьфлуоресценции ТИБС при добавлении куркумина и постоянном перемешиваниирастворов изменяется мгновенно и эффект тушения зависит от концентрациианалита. Обнаруженный эффект может быть использован для экспрессногоопределения куркумина.Были изучены флуоресцентные свойства нового реагента. Регистрировалиспектры флуоресценции при возбуждении на длинах волн 280 нм и 317 нм вдиапазоне 290-550 нм и 327-550 нм соответственно. При увеличении концентрацииреагента до 0,1 мМ в спектрах возбуждения наблюдали выраженный максимум при280 нм (Рисунок 44). Однако, при увеличении концентрации реагента до 0,4 мМ,максимум в спектрах возбуждения сдвигался с 280 нм до 317 нм и в то же времяинтенсивность сигнала увеличивалась.92Рисунок 44. Спектры возбуждения (а) и флуоресценции (б) водных растворовТИБС.Максимальную интенсивность флуоресценции наблюдали при концентрацииреагента равной 0,8 мМ и длине волны возбуждения – 317 нм (Рисунок 45).
Приэтом максимум интенсивности в спектре флуоресценции соответствует длиневолны 378 нм. Дальнейшее увеличение концентрации реагента приводит кконцентрационному тушению.Рисунок 45. Зависимость интенсивности флуоресценции от концентрации ТИБС(λex=317 нм, λem=378 нм).Было установлено, что интенсивность флуоресценции раствора реагентаувеличивается в щелочной среде.93В присутствии 2 мМ гидроксида натрия наблюдается максимальнаяинтенсивность флуоресценции (Рисунок 46).Рисунок 46.
Зависимость интенсивности флуоресценции от концентрации NaOH(C(ТИБС) = 0,8 мM, λex=317 нм, λem=378 нм).Согласно данным ЯМР-спектроскопии (Рисунок 47) в щелочной среденаблюдали образование двух форм реагента (в соотношении 0,7:1,0 (II / III),которые существуют в равновесии с исходной формой 4-(2,3,3-триметил-3Hиндолий-1-ил)бутан-1-сульфоната (I). Структура II получается в результатенуклеофильного присоединения гидроксид-аниона по связи С=N+ индолеиновогокольца. Структура III является продуктом депротонирования метильной группы вположении 2:94Рисунок 47. ЯМР- спектры ТИБС в щелочной среде: А – на ядрах Н1, Б – на ядрахС13.95Структура (I)ЯМР 1H (400 MHz, H2O-D2O, , ppm): 1,53 (6H, s, 3-CH3), 1,79–1,91 (2H, m,-CH2), 2,05–2,13 (2H, m, β-CH2), 2,81(3H, s, 2-CH3), 2,94 (2H, t, J 7,5 Hz, α-CH2),4,49 (2H, t, J 7,5 Hz, -CH2), 7,54–7,61 (2H, m, ArH), 7,67–7,72 (1H, m, ArH), 7,75–7.79 (1H, m, ArH);ЯМР13C (101 MHz, H2O-D2O, , ppm): 13,5 (2-CH3), 22,1(β-CH2), 22,4 (3-CH3), 26,2 (-CH2), 47,4 (α-CH2), 50,1 (-CH2), 54,5 (3-C), 115,2, 123,4, 129,2, 129,9(CH(Ar)), 140,9, 141,8 (3a-C and 7a-C), 196,6 (2-C).Структура (II)ЯМР 1H (400 MHz, H2O-D2O, , ppm): 0,85 (3H, br.s, 3-CH3), 1,07 (3H, br.s, 3CH3), 1,22 (3H, s, 2-CH3), 1,53–1,60 (2H, m, -CH2), 1,65–1,71 (2H, m, β-CH2), 2,78–2,82 (2H, m, α-CH2), 2,83–2,99 (1H, m, -CH), 3,05–3,20 (1H, m, -CH), 6,37 (1H, d, J8,0 Hz, 7-H), 6,53 (1H, t, J 8,0 Hz, 5-H), 6.85 (1H, d, J 8,0 Hz, 4-H), 6,93 (1H, t, J 8,0Hz, 6-H);ЯМР 13C (101 MHz, H2O-D2O, , ppm): 18,5 (2-CH3), 19,5 (br.s, 3-CH3), 22,1(β-CH2), 26,2 (br.s, 3-CH3), 27,8 (-CH2), 41,8 (-CH2), 47,1 (3-C), 51,0 (α-CH2), 98,9(2-C), 106,3 (7-C), 117,9 (5-C), 121,9 (4-C), 127,6 (6-C), 137,2 (3a-C), 148,1 (7a-C).Структура (III)ЯМР 1H (400 MHz, H2O-D2O, , ppm): 0,94 (6H, s, 3-CH3), 1,36–1,43 (2H, m,-CH2), 1,53–1,61 (2H, m, β-CH2), 2,63–2,67 (2H, m, α-CH2), 3,20 (2H, t, J 7,5 Hz, CH2), 3,56 (1H, s, =CH), 3,64 (1H, s, =CH), 6,33 (1H, d, J 8,0 Hz, 7-H), 6,45 (1H, t, J8,0 Hz, 5-H), 6,70 (1H, d, J 8.0 Hz, 4-H), 6,86 (1H, t, J 8,0 Hz, 6-H);ЯМР 13C (101 MHz, H2O-D2O, , ppm): 22,0 (β-CH2), 24,6 (-CH2), 29,6 (3CH3), 41,4 (-CH2), 43,8 (3-C), 50,9 (α-CH2), 72,8 (=CH), 105,5 (7-C), 118,5 (5-C),121,7 (4-C), 127,7 (6-C), 137,2 (3a-C), 145,4 (7a-C), 161,7 (2-C).Структуры II и III охарактеризованы спектрами ЯМР 1Н и13С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
